动能定理和机械速度波动的调节.ppt

第七章 动能定理和机械速度波动的调节 教学要求 教学重点与难点 教学内容 熟悉动能定理，功率和功率方程；了解机械的运动方程式；掌握机械运转速度周期性波动及其调节。 　　重点：机械运转速度周期性波动及其调节  难点：飞轮的简易设计计算 §7-1 动能定理§7-2 功率和功率方程§7-3 机械的运动方程式§7-4 机械运转速度波动及其调节 3、合力的功 如果同时有几个力作用于物体的同一点，合力在任一路程上所作的功等于各分力在同一路程上所作功的代数 设刚体绕z轴转动，力F作用于M点，刚体转动一微小转角 力F的 元功为 二、动能定理 4、绕定轴转动刚体的动能 功率和功率方程 一、功率 二、机器的功率方程 在机器起动或加速运转时， ， 故要求 ； 机械的运动方程式 一、机械运转过程的三个阶段 （2）等效质量和等效转动惯量 若等效构件为绕定轴转动件，其角速度为 ，则其对转动轴的等效转动惯量 为 机械运转速度波动及其调节 一、调节机器速度波动的目的 3、飞轮设计 （1）基本问题 机械的等效转动惯量为 ，为了调节机械的周期性速度波动在机械上安装飞轮的转动量为 ，则 * * * * * * * 教学要求 教学重点与难点 动能定理 2、变力的功 一、力的功 力的功是力在一段路程上对物体作用所积累的效果。 元功 或 变力F在 路程上的功为 其解析式为 1、常力的功 ，功为正值； , 功为负值； ，功等于零。 4、几种常见力的功 设物体在重力作用下，其重心沿曲线 运动。重力在坐标轴上的投影为 重心降低，重力作正功；重心升高，重力作负功。 (1)重力的功 式中 ，是力F对转轴z的矩。 当刚体转过角 ，力F所作的功为 (2)作用于绕定轴转动刚体上的力的功和力偶的功 1、质点的动能定理 微分形式 积分形式 2、质点系的动能定理 微分形式 或 3、平动刚体的动能 平动刚体的动能等于刚体的质量与质心速度平方乘积的一半。 积分形式 绕定轴转动刚体的动能，等于刚体对转轴的 转动惯量与角速度平方乘积的一半。 5、平面运动刚体的动能 刚体作平面运动时，可视为绕瞬心P并垂直于运动平面的轴作瞬时转动，其动能为 若取通过质心c并与瞬心轴平行的轴为转轴，其动能为 平面运动刚体的动能等于随质心平动的 动能与绕质心转动的动能之和。 力在单位时间内作的功称为功率，即 如果功是用力矩和力偶矩计算，则 若转速用n(r/min)，力矩或力偶矩用N·m，功率P为 或 当机器正常运转时(一般作匀速转动)， ，即 ； 在制动过程中，机器作减速转动， ，这时 。 机器在稳定运转时的机械效率 例 在车床上车削直径d=0.18m的工件，车床主轴的转速为n=960r／min，车床主轴的转矩M=27N·m，车床齿轮的传动效率 。求切削力F和电动机的输出功率。 1、起动阶段 机械原动件的角速度 由零逐渐上升，直至达到正常运转的平均角速度 为止。 2、稳定运转阶段 3、停车阶段 当阻抗功逐渐将机械具有的动能 消耗完时，机械停止运转。 二、机械的运动方程 1、等效动力学模型 通常复杂的机械系统的等效动力学 模型为：绕定轴转动或作直线移动的构件。 2、等效量的计算 （1）等效力矩和等效力 若等效构件为绕定轴转动件，角速度为 ，则等效力矩 为 若等效构件为移动件且其速度为v 时，作用于其上的等效力 为 3、机械运动方程式的建立 若等效构件为绕定轴转动件，其机械运动方程为 若等效构件为移动件，机械运动方程为 1、周期性速度波动 危害：①引起动压力，影响可靠性和η↓；②可能在机器中引起振动，影 响寿命、强度；③影响工艺，产